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Abstract

The present invention relates to an optical fingerprint recognition method using multi-exposure and a device thereof. The disclosed optical fingerprint recognition method comprises; a step of alternately scanning a fingerprint image by alternating different first and second scan conditions; a step of determining whether a fingerprint is a dry fingerprint according to a darkness degree of the fingerprint image by the first scan condition; and a step of recognizing a fingerprint using the fingerprint image by the first scan condition or the fingerprint image by the second scan condition according to a determination result regarding the dry fingerprint. The present image uses different fingerprint images for the fingerprint recognition according to the dry fingerprint after scanning the fingerprint image by the first scan condition or the fingerprint image by the second scan condition. The present invention does not receive a feedback to obtain additional information in contrast with the traditional technology and does not perform an adaptation gain control. Therefore, the present invention can recognize a fingerprint reliably in a short time.

주지하는 바와 같이, 지문 인식을 통한 사용자 인증은 사용이 편리할 뿐만 아니라 보안성 및 경제성이 뛰어나 현재 많이 상용화 되어 있다. As can be appreciated, the user authentication with the fingerprint recognition is currently available a lot as well as the ease of use excellent in security and economy.지문 입력을 위한 장치로는 크게 반도체식 터치 센서를 사용하는 장치와 광학식 센서를 사용하는 장치가 있다. A device for the fingerprint has a zoom device that uses a semiconductor device using the touch sensors and optical sensors.이 중 광학식 센서가 내구성(긁힘, 내 화학성, 내 마모성, 충격 등)이 강하고, 영상의 선명도(해상도)가 좋아 인식률이 높기 때문에 보다 선호되고 있다. The optical sensor of the durability (scratch resistance, chemical resistance, abrasion resistance, impact, etc.) and strong, and is more preferred because of the sharpness (resolution) of an image like a high recognition rate.

광학식 센서를 사용하는 장치 중에서 흡수식 광학 센서를 사용하는 흡수식 광학 지문 입력 장치는 지문이 접촉되지 않은 부분은 입사광선이 프리즘 면에서 전반사 되고, 융선(ridge) 부분에 입사된 광은 습기나 기름에 굴절되거나 흡수되어 아주 적은 광량만이 렌즈에 집광된다. Absorption type optical fingerprint input apparatus using the absorption type optical sensor in a device that uses an optical sensor light a portion where the fingerprint is not in contact with the incident light is totally reflected by the prism surface, incident on the ridges (ridge) portions is refracted to moisture and oil or it is absorbed only a small amount of light is focused on the lens.따라서, 융선은 어두운 이미지로 촬영되고, 골(valley)이나 지문 비접촉 부분은 밝은 이미지로 촬영되는 원리를 가지고 있다. Thus, the ridge has been taken with a dark image, and bone (valley) and prints the non-contact portion has a principle of recording in a bright image.이러한 기본 원리상 프리즘 면에 접촉한 지문의 융선 부분이 건조하면 접촉면적이 줄고, 빛을 굴절/흡수시키는 매질(습기, 기름 등)이 적다. If this basic principle of drying the ridge portions of a fingerprint in contact with the prism surface reduces the area of ​​contact, the medium of the light refraction / absorption (moisture, oil, etc.) is low.이에, 전반사 되는 빛의 양이 늘어나게 되어 최종적으로는 지문 이미지가 뚜렷하지 않거나 흐릿하게 촬영되는 단점이 있다. Thus, the amount of totally reflected light is stretched and finally there is a disadvantage that taken blurred or indistinct the fingerprint image.즉, 흡수식 광학 센서는 건조지문에 취약한 단점이 있으며, 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로 산란식 광학계가 사용되기 시작하였다. That is, the absorption type optical sensors were beginning to the scattering optical system as a way to overcome these disadvantages and drawbacks are weak, the dried prints using.

산란식 광학계는 흡수식과 비교할 때에 반대의 원리로 동작하며, 프리즘 한쪽 면에 흑칠 등으로 빛을 흡수하는 재질을 사용하고, 접촉한 지문의 융선 부분에서 산란되는 빛을 렌즈에 집광하는 방식이며, 흡수식과는 반대로 융선은 밝은 이미지로 촬영되고, 골(valley)이나 지문 비접촉 부분은 어둡게 촬영되는 원리를 가지고 있다. Scattering type optical system is a system that operates on the principle of reverse as compared with the absorption, using a material that absorbs light in such heukchil the prism side surface, and converging the light scattered from the ridge portion of the contact finger on the lens, the absorption contrary ridge is taken with a light image of the bone (valley) and prints the non-contact portion has a principle that is dark.

그러나, 이러한 산란식 광학계를 사용하더라도, 건조지문에 대한 특성이 일부 개선될 뿐 건조지문에 대한 취약성이 근본적으로 해결되는 것은 아니다. However, even with such a scattering optical system, but the characteristic is susceptibility to drying as a fingerprint to be some improvement on drying fingerprint is essentially solved.

이러한 적응 이득 제어는 카메라 센서의 노출 시간(exposure time) 및 증폭비율인 이득(gain)을 조절하는 기술로 일반적인 설정(normal exposure)으로 촬영된 영상이 지문 인식에 적합하지 않다고 판단될 경우에 카메라 노출 값을 증가시켜가면서 최적의 영상을 찾아가는 일련의 프로세스를 통칭한다. The adaptive gain control of the camera exposure, if it is determined that the technology of adjusting the exposure time (exposure time) and the amplifying ratio of the gain (gain) of the camera sensor for photographing the normal setting (normal exposure) image not suitable for fingerprint recognition going by increasing the value known as a series of processes to visit the optimal image.

하지만, 이러한 적응 이득 제어는 크게 두 가지의 단점을 가진다. However, this adaptive gain control is greatly has two disadvantages.

첫째, 지문 영상에 대한 캡쳐 시간이 오래 걸리며, 피드백이 진행되는 동안에 지문의 상태(형상)가 계속 변화한다는 것이다. First, it is that capturing time-consuming, the ever-changing state (shape) of the fingerprint while the feedback is in progress for the fingerprint image.이는 영상을 받아 적합성을 판정하고, 이를 바탕으로 새로운 노출 값을 적용하며, 다시 변경된 영상을 받아 판정 및 분석하는 과정을 최적 값이 될 때까지 반복적으로 순환 수행하는 적응 이득 제어의 특성에서 기인된다. Which receives an image to determine suitability, and applying a new exposure value based on it, and is due to the characteristics of the adaptive gain control for performing repeatedly cycled until the optimum value of the step of determining and analyzing received again changed image.이처럼, 적응 이득 제어는 피드백(feedback) 과정을 통해 영상의 명암 차이(Contrast)를 올려서 보다 양질의 건조지문 영상을 취득하고자 하는 것이다. Thus, adaptive gain control is intended to obtain a better quality dry fingerprint image of raising the contrast (Contrast) of an image through the feedback (feedback) process.

둘째, 최적의 영상을 처리하기 위해 수행하는 배경처리의 기준 배경 이미지(지문이 없는 백그라운드 이미지)는 정상노출에서 획득하기 때문에, 노출이 임의로 변경되면 기준 배경 이미지를 사용하지 못한다는 문제가 발생한다. Second, the reference background image of the background processing performed to the best image (background image without a fingerprint) is generated is a problem because it obtained from the normal exposure, and does not use the reference background image when the exposure is arbitrarily changed.더욱이, 적응 이득 제어의 수행 중에는 광학계에 지문, 즉 손가락이 올려져 있는 상태이기 때문에 배경처리에 필요한 빈 이미지를 새롭게 획득하지 못한다는 문제점이 발생한다. Furthermore, during the execution of the adaptive gain control fingerprint to the optical system, i.e., the finger can not obtain a new blank image necessary since the state is raised to the background process is a problem arises.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved of the present invention Problems to is not limited to one mentioned above, is not mentioned to another solution will have to be clearly understood to those of ordinary skill to which this invention pertains from the following description.

상기 제 1 스캔 조건은 기 설정된 노출시간을 이용하는 정상 노출 조건일 수 있으며, 상기 제 2 스캔 조건은 상기 기 설정된 노출시간보다 더 긴 시간을 이용하는 장 노출 조건일 수 있다. The first scanning condition may be a normal exposure conditions using a predetermined exposure time, and the second scanning condition in Chapter using a longer period of time than the predetermined exposure time may be an exposed condition.

상기 지문을 인식하는 단계는, 상기 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상과 상기 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상의 차분을 이용하여 다음 노출시간을 결정하는 단계와, 상기 다음 노출시간을 가지는 스캔 조건을 이용하여 지문 영상을 새로이 스캔하는 단계와, 상기 새로이 스캔한 지문 영상을 지문 인식에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. Recognizing the fingerprint, and determining a next exposure time by using the first difference of the fingerprint images by the fingerprint image with the second scanning condition according to the first scanning condition, a scanning condition having the following exposure times a step of newly scanned fingerprint image by using as the newly scanned fingerprint image may include the step of applying to the fingerprint.

본 발명의 제 2 관점에 따른 다중 스캔을 이용한 광학식 지문 인식 장치는, 서로 다른 제 1 스캔 조건과 제 2 스캔 조건을 이용하여 지문 영상을 다중 스캔하는 지문 영상 스캔부와, 상기 지문 영상의 스캔 시에 상기 제 1 스캔 조건과 상기 제 2 스캔 조건을 교번하도록 스캔 조건을 결정하는 스캔 조건 결정부와, 상기 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상의 어두운 정도에 따라 건조지문 여부를 판정하는 영상 판정부와, 상기 건조지문 여부에 대한 판정 결과에 따라 상기 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상 또는 상기 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상을 사용하여 지문을 인식하는 지문 인식부를 포함할 수 있다. Optical fingerprint recognition apparatus using a multi-scan according to a second aspect of the present invention, when different first scanning condition and the second fingerprint image scanning unit for a multi-scan the fingerprint image by using the scan conditions, a scan of the fingerprint image and a scanning condition determination unit for determining the scanning condition for alternating the first scanning condition and the second scanning conditions, and the image determining section for determining whether or not drying prints in accordance with the darkness of the print image by the first scanning condition It may include, depending on the result of determination on whether or not the drying of the first fingerprint using a fingerprint image by the fingerprint image or the second scanning conditions according to the scanning conditions by the fingerprint to recognize the fingerprint portion.

상기 제 1 스캔 조건은 기 설정된 노출시간을 이용하는 정상 노출 조건일 수 있으며, 상기 제 2 스캔 조건은 상기 기 설정된 노출시간보다 더 긴 시간을 이용하는 장 노출 조건일 수 있다. The first scanning condition may be a normal exposure conditions using a predetermined exposure time, and the second scanning condition in Chapter using a longer period of time than the predetermined exposure time may be an exposed condition.

이에 따라, 종래 기술과는 달리 다른 추가정보를 획득하기 위해 피드백을 받지 않을 뿐만 아니라 적응 이득 제어를 수행하지 않기 때문에 상대적으로 더 빠른 시간 내에 신뢰성 있게 지문을 인식할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, there is an effect that it is possible to recognize a fingerprint reliably in the relatively less time, because the prior art and are not otherwise not only does not receive a feedback in order to obtain any additional information to perform adaptive gain control.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. Methods of accomplishing the advantages and features of the present invention and reference to the embodiments that are described later in detail in conjunction with the accompanying drawings will be apparent.그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. However, the invention is not limited to the embodiments set forth herein may be embodied in many different forms, but the present embodiments are to complete the disclosure of the present invention, ordinary skill in the art will to those provided to indicate that the full scope of the invention, the present invention will only be defined by the appended claims.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. If it is determined that in the following description of embodiments of the invention and the detailed description of well-known functions or constructions may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. And as will be described later terms are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention and can be changed according to users, operator's intention or practice.그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Therefore, the definition should be made based on the contents across the specification.

이러한 지문 인식부(140)는 건조지문으로 판정되면 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상을 지문 인식에 바로 적용할 수 있다. The fingerprint identification unit 140 may be applied directly to the fingerprint image of the second scanning condition if it is determined on a dry fingerprint in the fingerprint.또는, 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상과 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상을 합성하여 지문 인식에 적용할 수 있다. Alternatively, the may be applied to the fingerprint by synthesizing the fingerprint images by the fingerprint image and the second scanning condition according to the first scanning condition.또는, 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상과 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상의 차분을 이용하여 다음 노출시간을 결정하며, 결정된 다음 노출시간을 가지는 노출로 지문 영상 스캔부(110)가 지문 영상을 새로이 스캔하면 새로이 스캔한 지문 영상을 지문 인식에 적용할 수 있다. Or, a first fingerprint image and the second determines the next exposure time by using the difference of the fingerprint image according to the scan condition, and determined, and then prints the image scanning unit 110 to the exposure with the exposure time, the fingerprint images by the scanning conditions If the new scan can be applied to the fingerprint image in the newly scanned fingerprint.예컨대, 지문 영상 스캔부(110)가 다음 프레임과 그 다음 프레임에 정상 노출과 다음 노출시간을 가지는 노출을 순차로 하여 지문 영상을 스캔하면 다음 노출시간을 가지는 노출에 의한 지문 영상을 지문 인식에 적용할 수 있다. For example, applying a fingerprint image scanning unit 110 in the next frame, and then the normal exposure to the frame and the fingerprint of the fingerprint image according to the exposure with the next exposure time by scanning a fingerprint image by the exposure in sequence with the following exposure times can do.

지문 영상 차분부(143)는 영상 판정부(130)에 의해 건조지문이 판정되면 제 1 스캔 조건에 의한 지문 영상과 제 2 스캔 조건에 의한 지문 영상의 차분을 이용하여 다음 노출시간을 결정하며, 결정된 다음 노출시간을 스캔 조건 결정부(120)에게 제공한다. Fingerprint difference portion 143 when the dried print is determined by the image determining part 130, using the difference of the fingerprint images by the fingerprint image and the second scanning condition according to the first scanning condition and determine the next exposure time, and then it provides the determined exposure time to the scanning condition determining unit 120.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. The combination of the steps of the block and each block a flow chart of FIG attached to the present invention may be implemented by computer program instructions.이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. These computer program instructions in a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing may be provided to a processor of the device, such that the instructions, to each block of the block diagrams, or is carried out via a computer or other programmable data processing apparatus of the processor flow diagram , it creates means for implementing the functions described in each step.이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. These computer program instructions may also be stored in a computer or other programmable machine can be used in a data processing apparatus that can direct a computer-readable memory to function in a particular manner, that a computer is available or computer readable memory instructions are stored in each block of the flowchart or block diagram is also possible to produce an article of manufacture including instruction means that implement the function specified in the respective steps.컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. Computer program instructions a computer or other programmable data processing it is also possible to be mounted on equipment the computer or other programmable data processing possible series of operational steps are performed a process to produce a computer or other programs running in the computer data on the equipment instructions for performing the processing equipment are also possible to provide steps for implementing the functions described in each block and each step of the flow chart in block diagram.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code, which comprises one or more executable instructions for implementing the specified logical function (s).또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. In addition, in some alternative embodiments it should be noted that it is possible to generated the functions noted in the blocks or steps out of the order.예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다. For example, it is also possible that it is possible one after the two blocks or steps illustrated are executed substantially at the same time the fact that, or be executed in the reverse order, depending on the block or function of the phase at times.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is only to those described as the technical idea of ​​the present invention by way of example, those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention.따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the disclosed invention embodiments is for illustrative and not intended to limit the technical idea of ​​the present invention, not by such an embodiment is the technical scope of the present invention is not limited.본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The scope of protection of the invention is to be interpreted by the following claims, all spirits within a scope equivalent will be construed as included in the scope of the present invention.